1、3.5 研究洛伦兹力1.(对洛伦兹力方向的判定)(单选)如图所示，带负电的粒子在匀强磁场中运动关于带电粒子所受洛伦兹力的方向，下列各图中判断正确的是()答案A解析本题考查了左手定则的直接应用，根据左手定则可正确判断磁场方向、运动方向、洛伦兹力方向三者之间的关系，特别注意的是四指指向和正电荷运动方向相同和负电荷运动方向相反根据左手定则可知A图中洛伦兹力方向应该向下，故A正确；B图中洛伦兹力方向向上，故B错误；C图中所受洛伦兹力方向向里，故C错误；D图中受洛伦兹力方向向外，故D错误故选A.2(对洛伦兹力公式的理解)(单选)一带电粒子在匀强磁场中沿着磁感线方向运动，现将该磁场的磁感应强度增大一倍，则
2、带电粒子受到的洛伦兹力()A增大两倍B增大一倍C减小一半 D依然为零答案D解析本题考查了洛伦兹力的计算公式fqvB，注意公式的适用条件若粒子速度方向与磁场方向平行，洛伦兹力为零，故A、B、C错误，D正确3(带电物体在匀强磁场中的运动)(单选)如图7所示，图7带负电荷的摆球在一匀强磁场中摆动匀强磁场的方向垂直纸面向里摆球在A、B间摆动过程中，由A摆到最低点C时，摆线拉力大小为F1，摆球加速度大小为a1；由B摆到最低点C时，摆线拉力大小为F2，摆球加速度大小为a2，则()AF1F2，a1a2 BF1F2，a1a2CF1F2，a1a2 DF1F2，a1a2答案B解析由于洛伦兹力不做功，所以从B和A到
3、达C点时摆球的速度大小相等由a可得a1a2.当由A运动到C时，以小球为研究对象，受力分析如图甲所示，F1fmgma1.当由B运动到C时，受力分析如图乙所示，F2fmgma2.由以上两式可得：F2F1，故B正确4(带电物体在匀强磁场中的运动)光滑绝缘杆与水平面成角，磁感应强度为B的匀强磁场充满整个空间，一个带正电q、质量为m、可以自由滑动的小环套在杆上，如图8所示，小环下滑过程中对杆的压力为零时，小环的速度为_图8答案解析以带电小环为研究对象，受力为零时，受力如图fmgcos ，fqvB，解得v.题组一对洛伦兹力方向的判定1(单选)在以下几幅图中，对洛伦兹力的方向判断不正确的是()答案C2(双选
4、)一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图1所示的磁场，分离为1、2、3三束，则下列判断正确的是()图1A1带正电B1带负电C2不带电 D3带正电答案AC解析根据左手定则，带正电的粒子左偏，即1；不偏转说明不带电，即2；带负电的粒子向右偏，说明是3，因此答案为A、C.3(单选)在学校操场的上空停着一个热气球，从它底部脱落一个塑料小部件，下落过程中由于和空气摩擦而带负电，如果没有风，那么它的着地点会落在热气球正下方地面位置的()A偏东B偏西C偏南 D偏北答案B解析在北半球，地磁场在水平方向上的分量方向是水平向北，塑料小部件带负电，根据左手定则可得塑料小部件受到向西的洛伦兹力，故向西偏转，B正确4
5、(单选)显像管原理的示意图如图2所示，当没有磁场时，电子束将打在荧光屏正中的O点，安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，若使电子打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点，下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是()图2答案A解析电子偏转到a点时，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，对应的Bt的图线应在t轴下方；电子偏转到b点时，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，对应的Bt的图线应在t轴上方，A正确题组二对洛伦兹力特点及公式的应用5(双选)一个运动电荷在某个空间里没有受到洛伦兹力的作用，那么()A这个空间一定没有磁场B这个空间不一定没有磁场
6、C这个空间可能有方向与电荷运动方向平行的磁场D这个空间可能有方向与电荷运动方向垂直的磁场答案BC解析由题意，运动电荷在某个空间里没有受到洛伦兹力，可能空间没有磁场，也可能存在磁场，磁场方向与电荷运动方向平行故A错误，B、C正确若磁场方向与电荷运动方向垂直，电荷一定受到洛伦兹力，不符合题意，故D错误故选B、C.6(单选)如图3所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是()图3A当从a端通入电子流时，电子做匀加速直线运动B当从b端通入电子流时，电子做匀加速直线运动C不管从哪端通入电子流，电子都做匀速直线运动D不管从哪端通入电子流，电子都做匀速圆周运动答案C解析电子的速度
7、vB，f0，电子做匀速直线运动7(单选)关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动，下列说法中正确的是()A带电粒子沿电场线方向射入，则电场力对带电粒子做正功，粒子动能一定增加B带电粒子垂直于电场线方向射入，则电场力对带电粒子不做功，粒子动能不变C带电粒子沿磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做正功，粒子动能一定增加D不管带电粒子怎样射入磁场，洛伦兹力对带电粒子都不做功，粒子动能不变答案D解析带电粒子在电场中受到的电场力FqE，只与电场有关，与粒子的运动状态无关，做功的正负由角(力与位移方向的夹角)决定对选项A，只有粒子带正电时才成立；垂直射入匀强电场的带电粒子，不管带电性质如何，电场力都会做正功
8、，动能增加带电粒子在磁场中的受力洛伦兹力fqvBsin ，其大小除与带电粒子运动状态有关，还与角(磁场方向与速度方向之间夹角)有关，带电粒子沿平行磁感线方向射入，不受洛伦兹力作用，粒子做匀速直线运动在其他方向上由于洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，故洛伦兹力对带电粒子始终不做功综上所述，正确选项为D.8(单选)有一个带正电荷的离子，沿垂直于电场的方向射入带电平行板的匀强电场，离子飞出电场后的动能为Ek.当在带电平行板间再加入一个垂直纸面向里的如图4所示的匀强磁场后，离子飞出电场后的动能为Ek，磁场力做功为W，则下列判断正确的是()AEkEk，W0CEkEk，W0 DEkEk，W0图4答案B解析磁
9、场力即洛伦兹力，不做功，故W0，D错误；有磁场时，带正电的粒子受到洛伦兹力的作用使其所受的电场力做功减少，故B选项正确题组三带电物体在磁场中的运动问题9(单选)带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图5所示，若油滴质量为m，磁感应强度为B，则下述说法正确的是()图5A油滴必带正电荷，电荷量为B油滴必带正电荷，比荷C油滴必带负电荷，电荷量为D油滴带什么电荷都可以，只要满足q答案A解析油滴水平向右匀速运动，其所受洛伦兹力必向上，与重力平衡，故带正电荷，其电荷量q，A正确10(双选)如图6所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质量为m，带电荷量为q，小球可在棒上滑动，现将
10、此棒竖直放入沿水平方向且相互垂直的匀强磁场和匀强电场中，设小球的电荷量不变，小球由静止下滑的过程中()图6A小球加速度一直增大B小球速度一直增大，直到最后匀速C棒对小球的弹力一直减小D小球所受洛伦兹力一直增大，直到最后不变答案BD解析小球由静止开始下滑，受到向左的洛伦兹力不断增大在开始阶段，洛伦兹力小于向右的电场力，棒对小球有向左的弹力，随着洛伦兹力的增大，棒对小球的弹力减小，小球受到的摩擦力减小，所以在竖直方向的重力和摩擦力作用下加速运动的加速度增大当洛伦兹力等于电场力时，棒对小球没有弹力，摩擦力随之消失，小球受到的合力最大，加速度最大随着速度继续增大，洛伦兹力大于电场力，棒对小球又产生向右
11、的弹力，随着速度增大，洛伦兹力增大，棒对小球的弹力增大，小球受到的摩擦力增大，于是小球在竖直方向受到的合力减小，加速度减小，小球做加速度减小的加速运动，当加速度减小为零时，小球的速度不再增大，以此时的速度做匀速运动综上所述，选项B、D正确11如图7所示，质量为m的带正电小球能沿着竖直的绝缘墙竖直下滑，磁感应强度为B的匀强磁场方向水平，并与小球运动方向垂直若小球电荷量为q，球与墙间的动摩擦因数为.则小球下滑的最大速度为_，最大加速度为_图7答案g解析当小球刚开始下滑时有最大加速度，即ag，当小球的加速度为零时有最大速度，即mgf，fqvB.解得v.12.图8质量为m、带电荷量为q的小球，用一长为
12、l的绝缘细线悬挂在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图8所示，用绝缘的方法使小球位于使悬线呈水平的位置A，然后静止释放，小球运动的平面与B的方向垂直，求小球第一次和第二次经过最低点C时悬线的拉力FT1和FT2.答案3mgqB3mgqB解析小球由A运动到C的过程中，洛伦兹力始终与v的方向垂直，对小球不做功，只有重力做功，由动能定理有mglmv，解得vC.在C点，由左手定则可知洛伦兹力向上，其受力情况如图所示由牛顿第二定律，有FT1fmgm.又fqvCB，所以FT13mgqB.同理可得小球第二次经过C点时，受力情况如图所示，所以FT23mgqB.13如图9所示，图9质量为m1 kg、
13、电荷量为q5102 C的带正电的小滑块，从半径为R0.4 m的光滑绝缘圆弧轨道上由静止自A端滑下整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中已知E100 V/m，方向水平向右，B1 T，方向垂直纸面向里，g10 m/s2.求：(1)滑块到达C点时的速度；(2)在C点时滑块所受洛伦兹力答案(1)2 m/s，方向水平向左(2)0.1 N，方向竖直向下解析以滑块为研究对象，自轨道上A点滑到C点的过程中，受重力mg，方向竖直向下；静电力qE，方向水平向右；洛伦兹力fqvB，方向始终垂直于速度方向(1)滑块从A到C过程中洛伦兹力不做功，由动能定理得mgRqERmv得vC 2 m/s.方向水平向左(2)根据洛伦兹力公式得：fqvCB510221 N0.1 N，方向竖直向下